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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Erste Quanten-Teleportation im städtischen Netz


Plankton
20.09.16, 14:13
Meilenstein auf dem Weg zum Quanten-Internet: Zum ersten Mal haben Forscher Quanten-Informationen in städtischen Glasfasernetzen teleportiert. Unabhängig voneinander gelang dies einem Team in China und einem in der Stadt Calgary. In beiden Fällen wurden Quantenzustände von Photonen über mehrere Kilometer hinweg "gebeamt". Dies belegt, dass eine Quanten-Teleportation auch in den störungsreichen Glasfasernetzen von Städten möglich ist, konstatieren die Forscher im Fachmagazin "Nature Photonics".
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-20636-2016-09-20.html

Ein klasse Test!
Dauert sicher nicht mehr lange und dann gibt's Teleportation bei Amazon als Lieferungsmöglichkeit! :D

sirius
20.09.16, 15:01
Zitat aus dem Linktext

Dies ist ein Meilenstein auf dem Weg zu einem globalen Quanten-Internet",

Ich sehe da im Moment eher die Gefahr eines Zwei-Klassen-Netzes.
Da diese Art der Informationsübermittlung nach meinem Wissen als absolut "abhörsicher" gilt, kann man sich durchaus vorstellen, dass sie nur für bestimmte User zum Einsatz kommen könnte.

Aber grundsätzlich bin ich Deiner Meinung, dass es ein enormer Fortschritt ist.:D

Hawkwind
20.09.16, 15:13
... womit übrigens mal wieder die Korrektheit der Kopenhagener Deutung demonstriert wird: die Autoren sagen:

Indem "Charlie" nun Messungen durchführt, bricht die Überlagerung zusammen.

Da ist der berüchtigte Kollaps nun doch schon wieder.:)

Ist natürlich nicht ganz ernst gemeint; sicher kann das auch irgendwie die VWI erklären: wenn Charlie misst, werden mehrere Kopien von Charlie und Bob erzeugt, nämlich jeweils eine pro möglichem Zustand von "Alices" Qubits oder so.

Mir ist der Nutzen dieser Teleportation leider nie ganz offensichtlich geworden: die zu übermittelnde Information steckt in den Qubits, die Alice an Charlie schickt. Diese Übertragung ist hübsch lokal mit einer Geschwindigkeit <= c.
Charlie muss nun das Ergebnis seiner Messung irgendwie Bob mitteilen (z.B. Telefonanruf); dann weiss dieser, was für einen Zustand sein verschränktes Photon hat. Was ist da eigentlich so aufregend dran?

Grundlagen:
http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.70.1895
oder didaktisch aufbereitet auf deutsch:
http://www.physik.uni-bielefeld.de/~yorks/pro13/wuerfel.pdf

---

sirius sagt es: die Abhörsicherheit!

Plankton
20.09.16, 15:31
[...]
Mir ist der Nutzen dieser Teleportation leider nie ganz offensichtlich geworden: die zu übermittelnde Information steckt in den Qubits, die Alice an Charlie schickt. Diese Übertragung ist hübsch lokal mit einer Geschwindigkeit <= c.
[...]
Ja, das stimmt! Gibt eben kein Bell-Phone und somit ist auch die Teleportation auf c beschränkt! Bis jetzt gelingt die Quanten-Teleportation nur mit "kleinen Dingen"! Aber denk mal an die Zukunft: es ist nicht ausgeschlossen, dass man vielleicht irgendwann alle Quantenzustände eines Apfels z.B. teleportieren kann! Das wäre schon was. Und auch für das interstellare Zeitalter wäre es z.B. praktisch, wenn wir eine Art U-Bahn Netz hätten mit Teleportern von A --> B --> C --> D dazwischen ist die Geschwindigkeitsbeschränkung c, wäre aber trotzdem sehr praktisch.
BTW: VWI und dekohärenz --> der Artikel ist anschaulich, wenn du Zeit hast, dann lese in dir halt mal durch!
http://scienceblogs.com/principles/2008/11/20/manyworlds-and-decoherence/

Plankton
20.09.16, 15:35
[...]
Da diese Art der Informationsübermittlung nach meinem Wissen als absolut "abhörsicher" gilt, kann man sich durchaus vorstellen, dass sie nur für bestimmte User zum Einsatz kommen könnte.

Hab schon öfter in Artikeln gelesen, dass sich noch Schlupflöcher finden lassen!
http://phys.org/news/2015-12-quantum-cryptography-vulnerable-hacking.html

okotombrok
21.09.16, 12:44
Mir ist der Nutzen dieser Teleportation leider nie ganz offensichtlich geworden: die zu übermittelnde Information steckt in den Qubits, die Alice an Charlie schickt. Diese Übertragung ist hübsch lokal mit einer Geschwindigkeit <= c.


Meines Wissens handelt es sich bei der Teleportation um verschränkte Quantensysteme, deren Zustände sich instantan einstellen nach Messung an einem Teilsystem.
Es wird also nichts von Punkt A nach Punkt B transportiert, weder Materie noch Information. Es stellt sich lediglich ein Zustand an einem nichtlokal gebundenen Quantensystem ein.
Information kann damit nicht übermittelt werden, so steht sie nicht im Widerspruch zur SRT, aber sie kann zur Verschlüsselung von zu übermittelnden Daten genutzt werden (Quantenkryptographie).

Was ich nicht verstehe ist, was daran neu sein soll.
Zeilinger hat doch schon vor Jahren Erfolg mit der Teleportation von Photonen gehabt zwischen Teneriffa und La Palma, und die Quantenkryptographie hat doch ebenfalls schon Anwendung gefunden.
Oder geht es hier um etwas anders?

Plankton
21.09.16, 15:55
[...]
Oder geht es hier um etwas anders?
Vielleicht mal den Artikel lesen? ;)

Zum ersten Mal haben Forscher Quanten-Informationen in städtischen Glasfasernetzen teleportiert. Und der Versuchsaufbau ist auch anders, das aber nur als Zusatzinformation!

okotombrok
22.09.16, 12:39
Vielleicht mal den Artikel lesen? ;)



Danke für den Tipp, hatte den Artikel tatsächlich nur grob überflogen.:o

Nichts desto trotz lässt der Artikel den unbedarften Leser über die Bedeutung der Quanten-Teleportation im Dunkeln. Es gibt eben keine Geschwindigkeitssteigerung und keine Vergrößerung der Bandbreite des Internets, sondern lediglich eine sicherere Verschlüsselung der zu übertragenden Daten.
"Quantenkryptographie für Jedermann" wäre vielleicht das richtige Schlagwort.
Aber das wird erst auf anderen Internetseiten deutlich gesagt.

Plankton
22.09.16, 13:57
[...]
"Quantenkryptographie für Jedermann" wäre vielleicht das richtige Schlagwort.
Aber das wird erst auf anderen Internetseiten deutlich gesagt.
Warum wird das darauf reduziert? Verstehe das nicht!

Die praktische Bedeutung der Quantenteleportation liegt nicht etwa darin, dass man Informationen oder gar Gegenstände damit überlichtschnell transportieren könnte. Hingegen ist die Quantenteleportation deshalb von praktischer Bedeutung, weil sie es erlaubt, Quantenzustände zu übertragen, ohne sie dabei durch einen Messvorgang gleichzeitig zu verändern.

Wenn ich alle Quantenzustände eines Apfels, anstatt eines Photons, auf diese Art und Weise "teleportiere" habe ich eine 100% 1:1 Kopie (das Original wird dabei zerstört). Das könnte der Durchbruch werden! Beam me up, Scotty!

UND NEIN, ES GIBT NICHTS WAS DAS THEORETISCH BISHER AUSSCHLIEßT!
(auch wenn es noch eine riesige Menge Fragen gibt)
;)

Marco Polo
22.09.16, 17:28
Wenn ich alle Quantenzustände eines Apfels, anstatt eines Photons, auf diese Art und Weise "teleportiere" habe ich eine 100% 1:1 Kopie (das Original wird dabei zerstört).

Meines Wissens wird das Original dabei nicht zerstört. Davon mal abgesehen, ist das beamen bzw. teleportieren eines Apfels absolut illusorisch, wenn man sich vor Augen führt, aus wievielen Teilchen ein solcher besteht.

TomS
22.09.16, 19:21
Meines Wissens wird das Original dabei nicht zerstört.
Doch, das besagt das no-cloning Theorem

Plankton
22.09.16, 21:12
[...] Davon mal abgesehen, ist das beamen bzw. teleportieren eines Apfels absolut illusorisch, wenn man sich vor Augen führt, aus wievielen Teilchen ein solcher besteht.
Beim heutigen Wissensstand ganz sicher! Ich bin da aber optimistisch. Das war das Flugzeug von heute für die Menschen damals nämlich auch, als der 1. Flug gelungen ist. Oder man denke an die Elektrizität, in der Antike war den alten Griechen bereits die elektrostatische Aufladung des Bernsteins bekannt, und wie lange hat es dann noch gedauert bis wir Computer und Monitore haben....
Du musst diesen Optimismus ja nicht teilen! ;)
Von mir aus kann man auch sagen, das ist wie mit anderen Themen wie z.B. Zeitreisen: technisch nicht ausgeschlossen, aber eher SCI-FI.

Marco Polo
23.09.16, 22:02
Doch, das besagt das no-cloning Theorem

Ok. Angenommen, man wollte ein makroskopisches Objekt wie einen Apfel beamen/teleportieren.

Abgesehen davon, dass dies eher unrealistisch ist; was würde denn mit dem Original gemäß no-cloning Theorem passieren? Löst sich das dann in Luft auf, oder wie muss man sich das vorstellen?

TomS
23.09.16, 22:44
Rein physikalisch kann das nicht sein.

Das no-cloning Theorem ist zunächst mal nicht-konstruktiv. Es besagt lediglich, was nicht funktioniert.

Marco Polo
24.09.16, 00:05
Rein physikalisch kann das nicht sein.

Worauf beziehst du das? Also was genau kann physikalisch nicht sein?

Das no-cloning Theorem ist zunächst mal nicht-konstruktiv. Es besagt lediglich, was nicht funktioniert.Eben. So hatte ich die Wiki-Seite zu dieser Thematik auch verstanden. Aber als ich schrieb, dass das Original meines Wissens nicht zerstört wird, war deine Antwort:

Doch, das besagt das no-cloning Theorem.Also bist du scheinbar der Meinung, dass das Original beim beamen/teleportieren zerstört wird, oder habe ich dich falsch verstanden? Wird das Original jetzt zerstört oder nicht? Ich behaupte: Nein.

Sollte deine Antwort "ja" lauten, dann würde mich interessieren, wie man sich diese Zerstörung vorstelllen muss.

Lautet sie "nein", dann müsstest du dich von deiner Antwort auf meine Aussage, dass das Original meines Wissens nicht zerstört wird:

Doch, das besagt das no-cloning Theorem.wieder distanzieren, da du dir sonst widersprichst.

Meine Vermutung: Ich habe dich falsch verstanden und irgendein Detail übersehen. :)

Plankton
24.09.16, 00:12
In dem Experiment von A. Zeilinger habe ich das so verstanden, dass der Zustand des Original-Photons, welches teleportiert wird, dann in einen neuen anderen Zustand wechselt, entsprechend der Messung mit dem verschränkten Photon. Der Apfel (Original) müsste demnach in einen "Brei" aus Atomen, Teilchen zerfallen ohne Struktur.
Hier kann man sich das Expirement von Zeilinger anschauen. https://youtu.be/CmknsOh0wok?t=38m15s (38:15)

Marco Polo
24.09.16, 00:29
In dem Experiment von A. Zeilinger habe ich das so verstanden, dass der Zustand des Original-Photons, welches teleportiert wird, dann in einen neuen anderen Zustand wechselt, entsprechend der Messung mit dem verschränkten Photon. Der Apfel (Original) müsste demnach in einen "Brei" aus Atomen, Teilchen zerfallen ohne Struktur.
Hier kann man sich das Expirement von Zeilinger anschauen. https://youtu.be/CmknsOh0wok?t=38m15s (38:15)

Ja. Scheint zumindest gemäß des Videos so zu sein, dass das Original zerstört wird. Aber warum und wie? Wenn ich Informationen teleportiere, warum wird dann das Original zerstört? Bisher dachte ich immer, dass man dabei eine identische Kopie erschafft, ohne das Original dabei zu zerstören. Hmm...

TomS
24.09.16, 07:17
Ok, nochmal etwas ausführlicher.

Das no-cloning Theorem sagt nichts über die Materie, Materieverteilung, deren Form oder deren Transport. Aus anderen Gründen (Energieerhaltung) können wir jedoch schließen, dass diesen nicht einfach verschwinden kann.

Das no-cloning Theorem sagt ebenfalls nicht direkt etwas über die Information des zu clonenden Zustandes, was mit dieser geschieht. Natürlich kann die Information in Summe (also die des Gesamtzstandes) nicht zerstört werden, denn eine Quantenteleportation ist ja nichts weiter als eine gewöhnliche Wechselwirkung, die durch eine unitäre Zeitentwicklung U = exp(-iHt) beschrieben wird. Wenn wir einen speziellen unitären Operator haben, der den Eingangszustand auf den zweiten Zustand überträgt, dann können wir für diesen speziellen Operator natürlich berechnen, was mit dem Eingangszustand geschieht.

Das einzige, was das no-cloning Theorem besagt ist, dass kein unitärer Operator U existieren kann, der einen beliebigen Eingangszustand auf einen zweiten Zustand dupliziert / cloned.

D.h. dass kein U existiert, das für beliebiges |a> sowie ein |0> das folgende realisiert

|a>|0> → U |a>|0> = |a>|a> (modulo einer Phase)

Das bedeutet anders herum, dass möglicherweise ein spezielles U(a) existiert, das dies für ein spezielles |a> leistet. Dieser Fall wird durch das Theorem nicht ausgeschlossen, aber er ist natürlich sehr unpraktisch, da man eine spezielle Clone-Maschine je zu clonenden Zustand konstruieren müsste. Auch diese Konstruktion kann aber nicht generisch sein usf.

Wenn also die Information, d.h. |a> auf |0> übertragen wird, dann wird das Ergebnis ein Zustand sein, in dem das ursprüngliche |a> verändert wird. Wie und in welcher Form kann man auf Basis dieses Theorems nicht allgemein sagen, dazu muss man sich jetzt wieder einen speziellen Quantenteleportierer U(a) anschauen und berechnen, was dieser mit dem ursprünglichen |a> anstellt.